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Impianto Pilota Sperimentale a celle Fotovoltaiche con accumulo di energia.

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Presentazione sul tema: "Impianto Pilota Sperimentale a celle Fotovoltaiche con accumulo di energia."— Transcript della presentazione:

1 Impianto Pilota Sperimentale a celle Fotovoltaiche con accumulo di energia

2 Esempio di calcolo del rendimento di un impianto con 4 pannelli fotovoltaici da 250 W, pari ad una potenza totale di 1 KW di picco con un’area di 6,5683 mq. Analizzare la zona dove vengono montati i pannelli e la loro inclinazione Elaborare i dati con software dedicati che tengono conto dell’irraggiamento ciclico mensile Inserire le zone d’ombra e gli ostacoli interposti tra i pannelli e l’irraggiamento solare Inserimento dei coefficienti di Albedo Calcolare la producibilità tenendo conto dell’area dei pannelli e del rendimento medio Rendimento % = (Potenza / Superficie / 1000) * 100 La potenza è la potenza di picco espressa in W, la superficie è la superficie del pannello in metri quadrati compresa la cornice, 1000 è l’irraggiamento di 1000W/mq, 100 serve per ottenere il rendimento in percentuale. Rendimento % = (1000 w/6,5683/1000)*100 =15,2 % Il rendimento di picco dei pannelli è del 15,2 %, questo significa che in un momento della giornata con irraggiamento al suolo di 1000W/mq e temperatura 25°C il nostro pannello convertirà in energia elettrica il 15,2% della radiazione solare. Le dimensioni e la potenza di picco sono rilevabili sulle schede tecniche dei pannelli o sulle etichette degli stessi. Calcolo

3 N S E O 0180 90 135 225 270 45 315 Orientamento Pannelli 130° Indagine sulla zona oggetto dell’installazione dei pannelli e del loro orientamento

4 Ostacoli E Ombreggiamenti Elaborazione dati con software dedicato

5 Risultato dell’elaborazione S U N S I M =========== Simulazione eseguita in data 4/ 2/2015 11:44 Dati di ingresso del sito Dati solari: UNI 10349 - Castelbelforte Via Aldo Moro 15 Orizzonte: 2.90 Albedo medio (non pesato): 18 % Latitudine: 45.2 gradi Dati di ingresso del generatore fotovoltaico Inclinazione: 30.0 gradi Azimut: 130.0 gradi Angolo limite: 5.0 gradi Radiazione media giornaliera calcolata [kWh/g] Mese Dir. Diff. Rifl. Totale Gen 0.27 0.54 0.01 0.82 Feb 0.94 0.81 0.02 1.78 Mar 1.61 1.19 0.04 2.84 Apr 1.95 1.56 0.05 3.56 Mag 2.37 1.82 0.07 4.26 Giu 2.98 1.86 0.08 4.92 Lug 3.37 1.70 0.08 5.16 Ago 2.66 1.58 0.07 4.31 Set 2.19 1.30 0.05 3.54 Ott 1.22 0.93 0.03 2.18 Nov 0.28 0.61 0.01 0.90 Dic 0.02 0.47 0.01 0.50 ---------------------------------------- Med. 1.66 1.20 0.04 2.90

6 Irraggiamento Calcolato in W/mq nelle diverse ore del giorno Con 4 pannelli aventi area di 6,5683 mq, e il rendimento del 15,2 % la produzione presunta in Watt/ora, in condizioni atmosferiche ideali ora123456789101112131415161718192021222324 Gen00000003305878225210100664090000000 Feb0000000225821331732930725517168343000000 Mar0000001454924084594684373712771626727000000 Apr0000084686122343573579543468364242108591900000 Mag000012968106141521635639601524418293152814270000 Giu0000538751111446767277296835964753331778750130000 Lug000022965101133659810811756652510345160774070000 Ago0000094888125416721726675577442286113611900000 Set00000015601015235875965544653431957430000000 Ott0000000246622840441938932021078383000000 Nov00000003336689238248957445100000000 Dic000000002150718310676583130000000 ora123456789101112131415161718192021222324W/g Gen00000003305878225210100664090000000818 Feb00000002258213316328307255171683430000001774 Mar00000014549240745846743637027716267270000002831 Apr00000846861223425725785424673632421085919000003554 Mag0000129681061415206346386005234172931528142700004251 Giu00005387511114467572672868259547433217787501300004911 Lug0000229651011336588098107556515093441607740700005149 Ago00000948881254157207256745764412861136119000004299 Set000000156010152258659555346434219574300000003537 Ott00000002466228403418388319210783830000002175 Nov00000003336689238248957445100000000900 Dic000000002150718310676583130000000498

7 W/gCoeff ACoeff BCoeff CKw/mese*Kw/mese() Gen8180,80,70,9138 Feb17740,80,70,92517 Mar28310,80,70,94449*Calcolo previsione producibilità mensile Apr35540,80,70,95461()Produzione effettivamente realizzata nel 2014 Mag42510,80,70,96669 Giu49110,80,70,97491 Lug51490,80,70,98077 Ago42990,80,70,96773 Set35370,80,70,95362 Ott21750,80,70,93431 Nov9000,80,70,9149 Dic4980,80,70,985 Tot533550 ACoefficiente che tiene conto del rendimento accumulatori BCoefficiente che tiene conto delle condizioni atmosferiche medie CCoefficiente che tiene conto del rendimento dell'inverter Confronto tra producibilità mensile di calcolo e produzione vera

8 Schema logico distribuzione energia prodotta e Registrazione dati

9 Accumulo Inverter FV Dispenser Regolatore di carica ENEL Misura Rilievo consumo Rilevatore Stato Accumulo R Datalogger T° W/mq 60 v 24 v 220 v Collegamenti sensori Utenze A1 A2 V1

10 W/mq Sensore di luminosità : Per determinare la quantità di luce disponibile e indirettamente la producibilità energetica dai pannelli fotovoltaici. T° Sensore di temperatura : Per tenere conto del rendimento di trasformazione energetica che dipende in gran arte dalla temperatura. A1 Sensore di Corrente FV : Rilievo corrente e tensione prodotte dai pannelli fotovoltaici. A2 Sensore di Corrente Inverter : Rilievo corrente e tensione assorbite da inverter. V1 Sensore di tensione Accumulo: Rilievo stato di carica degli accumulatori, in caso di supero del set di minimo il relè R interrompe l’esercizio elle utenze Quindi il software è in grado di conoscere la quantità di luce disponibile e quindi la producibilità di corrente, che andrà a confrontare con quella realmente prodotta. In caso di forti differenze una segnalazione indicherà il probabile calo di rendimento dei pannelli. Il confronto tra la potenza prodotta e inviata al regolatore di carica (Tensione pannelli e Corrente pannelli) e la potenza assorbita dall’inverter (Corrente e tensione in alimentazione inverter), determinerà il rendimento dell’impianto (Inverter escluso)

11 Impianto Pilota Fotovoltaico da 1 KW 1)Schema impianto e collegamenti con distinta sezioni 2)Descrizione sintetica dei vari punti 3)Analisi produttività, vantaggi e svantaggi 4)Foto impianto 5)Materiali utilizzati e specifiche

12 0000 10A 0,5 A 60 A 10 mmq 4 mmq 250 W V A 1 3 2 4 5 5 11 12

13 ENEL 3 KWFTV 1 KW UTENZE 2 X 25 A 0000 A V 10 mmq 6 mmq 6 54 7 8 9 10 60 A 0,5 A Charge Control

14 Corrente Pannelli Tensione Pannelli Sezion.Stringhe Fusibili Stringhe Corrente Inverter Tensione Accumulo Sezion. Inverter Magnetotermico Differenziale uscita Inverter Quadro Generale

15 shunt 0000 Fuse 2 Fuse 1 0000 Stringa 1 + Stringa 2 + Stringa 1 - Stringa 2 - Stringa 1 Stringa 2 A Inverter A Regolatore di c. CA da Inverter Diff Da Batterie Utenze 220 v Dispenser Q1 10 mm 4 mm Schema Quadro Generale

16 Display con le condizioni di taratura e intervento 7 Charge Control Scheda WiFi PIC 16F876 Relè bifase 24 volt (bobina) Per interruzione di entrambe le fasi In uscita Inverter (Contatti 220 v 10 A) Relè ad impulso per attivazione WiFi

17 R2 Scheda Elettronica Controllo stato di Carica Batterie Da regolatore di carica Da Inverter A Utenza R1 WiFi R1 Toglie alimentazione FTV a Dispenser con comando WiFi. Resta alimentato il cavo che porta al dispenser e quindi alle luci esterne e il laghetto R2 Toglie alimentazione FTV a Dispenser e al cavo che lo alimenta. Il lagheto e le luci esterne, restano senza alimentazione Schema Charge Control

18 Contattori per scambio Enel o FTV PLC Logo 6 Siemens Presenza rete Enel Presenza rete FTV Accumulatori scarichi Protezione Ingressi Enel ed FTV 8 Energy Dispenser Sezionamento Ingressi Enel ed FTV

19 + - R1 R2 IN FTV IN ENELOUT FTV ENEL Amplificatore operazionale Alimentatore 24V CC 213 4 56 7 8 9 10 12 11

20 R2R1 ENEL FOTOV K2 K1 K2K1 R2 Alimentatore R2 R3 R1R3 12 V CC WIFI Ampli R1 R3

21 Pannelli Solari da 250 W numero 4. Collegati su due stringhe con una tensione finale di 60 volt e una corrente massima di C.C. di 16 A. (SHARP) 1 11 Protezione con fusibili da 10 A per singola stringa 12 Sezionamento elettrico per singola stringa con interruttore magnetico da 10 A 2 Sistema di accumulo con 8 batterie a 12 v con una capacità di 100 Ah cadauna, pari ad un quantitativo di energia immagazzinabile di 9,6 Kw (Di varie marche)

22 3 Regolatore di carica della potenza di 1 Kw (40 A ) Tensione alimentazione sino a 100 v c.c. uscita 24 v. Tecnologia MPPT (EP Solar) 4 Voltmetro digitale della PARSIC 300 v 5 Amperometro digitale con relativo Shunt da 100 A della PARSIC 6 Inverter ad onda pura (Ba-Power inverter pure sinewave 24/230V-1000W)

23 9 Interruttore magnetotermico differenziale da 25 A 7 Charge Control Scheda elettronica per il controllo di minima tensione batterie e sgancio FTV al supero della soglia minima. Il ripristino è automatico al raggiungimento della soglia tarabile, che garantisce il sistema di accumulo in grado di erogare corrente senza scendere mai al di sotto del 50% della capacità di carica. Tutto ciò per salvaguardare la vita degli accumulatori 8 Dispenser, in grado di dosare correttamente la produzione di energia FTV all’impianto domestico, in alternativa ad ENEL, quanto la richiesta dell’utenza è compatibile con la produzione dell’impianto fotovoltaico. In caso di mancanza di ENEL l’impianto è in grado di garantire la completa autonomia. In caso di batterie scariche il sistema commuta su ENEL Automaticamente. Nel passaggio non esiste il ritardo e quindi l’utenza non apprezza sbalzi di tensione.

24 Ora Watt Caratteristica consumi ENEL nelle varie ore della giornata, totale 5600 W/g circa 2100 KW/anno Senza FTV in marcia

25 Ora Watt Caratteristica consumo misto ENEL + FTV nelle varie ore della giornata, totale 4100 W/g di ENEL circa 1500 KW/anno, e 1640 W/g da FTV 600 Kw/anno. La riduzione dei costi ENEL e del 28% Con FTV in marcia

26 Disposizione Impianto

27 Inverter Regolatore di carica Sistema di Accumulo Registratore di Dati Comunica con PC Misura energia prodotta


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